KR101461423B1 - 타이어 얼라인먼트 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조가 단순하여 제작 및 설치가 용이한 타이어 얼라인먼트 검출장치에 관한 것으로서, 특히, 타이어의 변형 상태와 타이어의 정렬 상태를 카메라로 검출하여 컴퓨터를 통해 분석하고 모니터링할 수 있게 함으로써 조작이 용이한 타이어 얼라인먼트 검출장치에 관한 것이다.

Description

타이어 얼라인먼트 검출장치{wheel alignment measuring equipment}

본 발명은 타이어 얼라인먼트 검출장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 구조가 단순하여 제작 및 설치가 용이한 타이어 얼라인먼트 검출장치에 관한 것이다.

특히, 타이어의 변형 상태와 타이어의 정렬 상태를 카메라로 검출하여 컴퓨터를 통해 분석하고 모니터링할 수 있게 함으로써 조작이 용이한 타이어 얼라인먼트 검출장치에 관한 것이다.

통상적으로 타이어는 차량의 운행에 있어 아주 중요한 역할을 한다. 이러한 타이어는 차량의 핸들링 특성에 많은 영향을 주는 것으로서, 특히 주행시 차량의 휠 얼라인먼트 즉, 캐스터, 캠버, 토오에 의해 핸들링 특성이 달라진다. 이러한 차량의 휠 얼라이먼트는 차량의 현가장치(suspension)와 조향장치(Steering)를 구성하는 각각의 부품 어떤 각도 관계를 가지고 장착되어 있는지를 나타내는 것으로서, 휠 얼라이먼트를 설정하는 이유는 타이어가 최대의 마일(miles)수 즉 거리를 갖도록 하고, 차량의 직진성을 보장하며, 주행 안정성을 확보하도록 하는 것으로서 매우 중요한 요소라고 하겠다.

얼라이먼트 중 하나인 캐스터(Caster)는 타이어의 마모와는 무관하지만 차량을 옆에서 보았을 때, 조향축의 기울기로서, 방향 제어 및 복원성 제공하며, 앞바퀴가 정면을 향해 유지되도록 하거나 또는 방향을 틀었다가 정면으로 되돌아오도록 복원시키는 역할을 한다.

또한, 캠버(Camber)는 타이어 마모와 관련된 각도로서, 차량의 앞에서 보아 바퀴의 중심선과 수직을 이루는 각도이고, 타이어 접촉점이 부하 작용점에 근접하도록 하여 주행할 때 바퀴가 탈출하는 것을 방지하며, 차량의 하중이 내부 휠 베어링과 스핀들에 실릴 수 있도록 하여 조향이 쉽도록 하는 역할을 한다.

또한, 토우(Toe)는 토우는 타이어 직진 각도이며, 방향 제어와 관계가 있는 것으로 타이어의 앞 부분이 안쪽으로 향하고 있으면 "토우인"이고 바깥쪽으로 향하고 있으면 "토우아웃"이라 한다. 앞바퀴에 토우인을 설정하는 것은 차량이 주행중, 타이어가 진행 방향으로 똑바로 향하게 하기 위한 것이다.

또한 조향축 기울기(S.A.I)는 SAI(또는 킹핀)는 방향 제어 각도이며 조절이 불가능한 것으로 차량을 앞에서 보았을 때 수직에 대한 조향축의 기울기로서, 차량의 중량을 타이어의 도로와의 접촉면 아래에 더 가까이 분포시킴으로 바퀴가 회전하는 피봇 포인트를 제공함으로 조향을 쉽게 하고, 복원력을 증대시킨다.

또한, 회전각도(Tuning radius)는 타이어 마모 각도이며, 단독으로 조절이 불가능한 것으로 커브를 도는 동안 타이어의 끌림을 최소수준으로 감소시키는 것으로서, 회전각도에 이상이 있을 경우 한쪽 타이어가 조기 마모되고, 선회시 주행안정성이 나쁘며, 고속 주행시 이상 소음 발생시킨다.

그 밖에 다양한 얼라인먼트 요소가 있으며, 이러한 얼라인먼트를 정확하게 맞춤으로써 자동차가 안정적으로 주행할 수 있을 뿐만 아니라 타이어의 마모를 줄일 수 있는 것이다.

이러한 얼라인먼트를 검출하기 위한 기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다.

이러한 종래의 얼라인먼트 측정장치는 구조가 복잡하고 작동법이 까다로워 얼라인먼트를 측정하고 조절하는 데 많은 어려움이 있었다.

1. 한국 특허등록 제0990258호 2. 한국 실용신안등록 제0278706호 3. 한국 특허등록 제1164423호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 구조가 단순하여 제작 및 설치가 용이한 타이어 얼라인먼트 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱이 본 발명은 타이어의 변형 상태와 타이어의 정렬 상태를 카메라로 검출하여 컴퓨터를 통해 분석하고 모니터링할 수 있게 함으로써 조작이 용이한 타이어 얼라인먼트 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은 각각의 바퀴의 저면에 설치되어 타이어의 접지형상을 감지하는 4개의 접지형상검출수단과, 상기 접지형상검출모듈의 일측에 설치되어 타이어휠의 측면을 촬영하여 휠이 기울어졌는지 여부를 감지하는 4개의 휠검출수단으로 이루어지며,

상기 접지형상검출수단은 타이어와 접하는 투명접지판; 상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 카메라모듈; 상기 카메라모듈과 투명접지판이 고정 지지되는 지지판; 및 상기 카메라모듈에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 접지형상을 검출하여 타이어의 기울어진 정도를 산출하는 프로그램을 구비한 컴퓨터를 포함하고,

상기 휠검출수단은 측면카메라로부터 감지된 원형 휠의 형상을 기 저장된 진원과 비교하는 컴퓨터에 구비된 비교프로그램으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지판에 접지된 타이어 표면에 빛을 조사하여 음영이 생성되게 하는 조명장치를 더 구비할 수 있고, 카메라모듈에 의해 감지된 신호를 컴퓨터에 전송하기 위한 통신모듈을 구비할 수 있다.

본 발명은 휠검출수단에 의해 검출된 휠의 형상과 기 설정된 휠의 형상을 비교하여 휠이 기울어진 각을 감지하고 감지된 휠의 형상이 정상을 경우 집지형상검출수단을 통해 검출된 타이어의 접지 형상을 기 설정된 접지 형상과 대비하여 타이어의 상태를 확인함으로써 얼라인먼트의 확인은 물론 타이어의 상태도 확인할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 타이어 얼라인먼트 검출장치의 구성도
도 2는 본 발명에 의한 타이어 얼라인먼트 검출장치의 접지형상검출수단의 분해 사시도
도 3은 본 발명에 의한 타이어 얼라인먼트 검출장치를 구성하는 카메라의 일예의 사시도
도 4는 본 발명에 의한 타이어 얼라인먼트 검출장치의 측단면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 의한 타이어 얼라인먼트 검출장치는 단순하여 설치가 용이하고 조작이 용이한 것으로서, 각 바퀴의 접지형상을 검출하는 집지형상검출수단(10)과, 타이어가 원하는 각으로 설치되었는지를 검출하기 위한 휠검출수단(20)을 포함한다.

상기 접지형상검출수단(10)은 각각의 바퀴의 저면에 설치되어 타이어의 접지형상을 감지한다. 즉, 타이어의 얼라인먼트가 정상적일 때의 접지 형상과 접지형상검출수단(10)에서 검출된 접지 형상을 비교하여 얼라인먼트의 정상 여부를 감지하는 것이다. 이러한 접지형상검출수단 및 휠검출수단은 각각의 바퀴에 모두 설치되어 4개가 쌍을 이루게 된다.

이러한 접지형상검출수단(10)은 타이어와 접하는 투명접지판(1); 상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 카메라모듈(2); 상기 카메라모듈과 투명접지판이 고정 지지되는 지지판(3); 및 상기 카메라모듈에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 접지형상을 검출하여 타이어의 기울어진 정도를 산출하는 프로그램(4p)을 구비한 컴퓨터(4)를 포함한다.

상기 투명접지판(1)은 전술한 바와 같이 타이어(T)와 접촉되어 눌려진 타이어의 접촉면을 변형시키고, 이 투명접지판(1)에 눌려진 타이어(T)의 변형 상태를 감지하기 위해 투명접지판(1) 하부에는 상기 카메라모듈(2)이 구비되어 있고, 이 카메라모듈(2)이 투명접지판(1)의 상부에 눌려진 타이어(T)의 변형 상태를 촬영할 수 있도록 상기 투명접지판(1)은 투명한 재질로 만들어진다.

상기 카메라모듈(2)은 상기한 바와 같이 투명접지판(1)에 접촉되어 변형된 타이어의 영상을 촬영하여 컴퓨터(4)에 전송한다. 상기 카메라모듈(2)은 도 3에 도시한 바와 같이 적어도 하나의 조명장치(2l)가 일체로 설치된 다수의 카메라(2p)를 도 1내지 도 2에 도시한 바와 같이 종횡으로 배열하여 구성되며, 소형 카메라를 사용하고, 투명접지판(1)과 인접되게 설치하여 투명접지판(1)과 지지판(3) 사이의 거리가 좁아도 타이어의 변형을 감지할 수 있게 하였다. 즉, 카메라(2p)는 근접 촬영이 가능한 카메라이고, 해상도는 상대적으로 낮은 것을 사용할 수 있다.

상기 조명장치(2l)는 통상적으로 사용되는 발광다이오드 등과 같이 소형 조명으로 구성할 수 있으며, 투명접지판(1)의 저면에 빛을 조사하여 타이어(T)에 그림자가 형성되게 하는 역할을 한다.

이러한 카메라(2p)에서 근접 촬영한 영상은 중앙을 중심으로 변형된 형태가 될 수 있으므로 상기 컴퓨터에 구비된 영상보정모듈을 통해 보정하여 정상적인 영상을 얻을 수 있다. 이러한 영상보정모듈은 소프트웨어로 구성될 수 있고 이미 제공되는 영상보정용 소프트웨어를 채용하여 구성할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 컴퓨터(4)는 카메라모듈(2)에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 접지형상, 변형량을 산출하기 위한 수단으로, 간지된 접지형상으로부터 타이어의 이상여부 또는 얼라인먼트의 정상 여부를 산출하는 프로그램은 기 저장된 정상 상태에서의 타이어의 접지형상과 카메라모듈(2)에서 감지된 실측 접지형상을 비교하여 출력한다. 이렇게 작동되는 산출 프로그램은 시험을 통하여 정립된 규칙을 이용하여 구동될 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 얼라인먼트 검출장치는 카메라모듈(2)에 의해 감지된 신호를 원거리의 컴퓨터(4)에 전달하기 위한 수단으로 통신모듈(5)을 더 설치하는 것이 바람직하고, 상기 통신모듈(5)은 유선보다는 무선으로 구성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명을 구성하는 상기 휠검출수단(20)은 휠을 촬영하는 측면카메라(20c)와 ; 상기 측면카메라로부터 감지된 원형 휠의 형상을 기 저장된 진원과 비교하는 컴퓨터에 구비된 비교프로그램(20p)으로 이루어진 다.

즉, 컴퓨터(4)에는 정상적으로 얼라인먼트가 이루어진 상태에서의 휠의 형상 정보가 저장되어 있고, 이 기준 정보와 상기 측면카메라(20c)에서 촬영된 휠의 영상을 비교하여 휠이 기울어진 정도를 확인할 수 있는 것이다. 상기 비교 프로그램(20p)을 도 1에는 휠검출수단(20)의 일부로 도시하였으나 이 프로그램은 컴퓨터에 저장되어 있고 영상을 비교하는 통상의 프로그램을 변형하여 실시할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

10: 접지형상검출모듈
1: 투명접지판
2: 카메라모듈 2p: 카메라 2l: 조명장치
3: 지지판
4: 컴퓨터 4p: 기울기검출프로그램
5: 통신모듈
20: 휠검출수단
20c: 카메라 20p: 비교프로그램

Claims (5)

1. 각각의 바퀴의 저면에 설치되어 타이어의 접지형상을 감지하는 4개의 접지형상검출수단(10)과, 상기 접지형상검출수단의 일측에 설치되어 타이어휠의 측면을 촬영하여 휠이 기울어졌는지 여부를 감지하는 4개의 휠검출수단(20)으로 이루어지며,
   상기 접지형상검출수단(10)은
   타이어와 접하는 투명접지판(1);
   상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 카메라모듈(2);
   상기 카메라모듈과 투명접지판이 고정 지지되는 지지판(3); 및
   상기 카메라모듈에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 접지형상을 검출하여 타이어의 기울어진 정도를 산출하는 프로그램(4p)을 구비한 컴퓨터(4)를 포함하고,
   상기 휠검출수단(20)은 휠을 촬영하는 측면카메라(20c)와 ; 상기 측면카메라로부터 감지된 원형 휠의 형상을 기 저장된 진원과 비교하는 컴퓨터에 구비된 비교프로그램(20p)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어 얼라인먼트 검출장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지판(3)에는 접지된 타이어 표면에 빛을 조사하여 음영이 생성되게 하는 조명장치(5)가 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어 동접지압 감지 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   검출장치는 카메라모듈에 의해 감지된 신호를 컴퓨터에 전송하기 위한 통신모듈을 구비한 것을 특징으로 하는 타이어 얼라인먼트 검출장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 카메라모듈(2)은 복수의 카메라(2p)를 종횡으로 배열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 동접지압 감지 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 카메라모듈(2)을 구성하는 각 카메라(2p)에는 조명장치(5)가 설치된 것을 특징으로 하는 타이어 동접지압 감지 모듈.
   

Images